Ülemaailmse suundumuse all liikuda aktiivselt säästvale energiale, areneb uus energiatööstus jõudsalt. Alates uutest energiasõidukitest kuni päikese- ja tuuleenergia tootmisseadmeteni ei saa paljude uute energiarakenduste tuuma lahutada võtmekomponendist -uus energiatrükkplaat. Kuigi tegemist on vaid pealtnäha tavalise trükkplaadiga, on see asendamatu uutes energiasüsteemides, täites keerulisi vooluahelaid ja signaaliedastusülesandeid ning on aluseks uute energiaseadmete tõhusa ja stabiilse töö tagamisel.
1, alusmaterjal: jõudluse nurgakivi
Uute energiatrükkplaatide põhimaterjal on nende jõudlust määrav võtmetegur. Võrreldes traditsiooniliste trükkplaatidega, seisavad uued energiarakendused sageli silmitsi rangemate keskkonna- ja toimivusnõuetega, mistõttu on substraadi materjalide valik äärmiselt hoolikas.
Uute energiasõidukite valdkonnas peab aluspinnal olema suurepärane mehaaniline tugevus, kõrge temperatuuritaluvus ja elektriisolatsioon, kuna see on keeruline keskkond, nagu vibratsioon, kõrge temperatuur ja sõiduki töö käigus tekkivad elektromagnetilised häired. Epoksiidklaaskangast lamineeritud plaat on tänu oma suurepärasele terviklikule jõudlusele muutunud tavaliseks valikuks uute energiasõidukite trükkplaadi aluspindade jaoks. See mitte ainult ei talu teatud mehaanilist pinget, et tagada trükkplaadi terviklikkus sõiduki vibratsiooni ajal, vaid sellel on ka kõrge klaasistumistemperatuur, et säilitada stabiilne elektriline jõudlus kõrge temperatuuriga keskkondades. Näiteks elektrisõidukite akuhaldussüsteemi trükkplaadil suudab FR-4 substraat vooluahelat usaldusväärselt toetada, tagades aku oleku jälgimise ja juhtimissignaalide täpse edastamise.
Päikese fotogalvaanika valdkonnas nõuavad pikaajaline{0}}väljas kokkupuude, vahelduv kõrge ja madal temperatuur ning niiskus trükkplaadi substraatidel head ilmastiku- ja keemilise korrosioonikindlust. Praegu on tulemas mõned erilised suure jõudlusega-materjalid. Polüimiid- (PI) substraatidel on suurepärane vastupidavus kõrgele ja madalale temperatuurile ning need võivad säilitada stabiilsust äärmuslikes temperatuurivahemikus -200 kuni 260 kraadi. Samal ajal muudab nende suurepärane UV- ja kemikaalikindlus need sobivaks pikaajaliseks kasutamiseks karmides välistingimustes, pikendades tõhusalt trükkplaatide kasutusiga päikeseenergia tootmisseadmetes.
2, struktuurne disain: jõudluse optimeerimise tuum
Uute energiatrükkplaatide konstruktsioon nõuab mitme teguri põhjalikku arvessevõtmist, et saavutada parem elektriline jõudlus ja ruumikasutus.
Uute energiasõidukite toitesüsteemi trükkplaatide puhul kasutatakse suure-võimsusega jõuülekande ja keerukate juhtsignaalide käsitlemise tõttu sageli mitmekihilist plaadistruktuuri. Kihtide arvu suurendamisega saab piiratud ruumis saavutada keerukamaid vooluringide paigutusi, vähendades liinide ristumisi ja häireid. Näiteks mootori ajami trükkplaatides kasutatakse tavaliselt 8 või isegi enama kihiga trükkplaate. Sisemist kihti saab kasutada toite- ja maanduskihtide korraldamiseks, pakkudes ahelale stabiilset toiteallikat ja vähendades signaali häireid; Väliskihti kasutatakse erinevate elektrooniliste komponentide tihvtide ühendamiseks, et saavutada signaali sisend ja väljund. Vahepeal on ülioluline kujundada vooluringi laius ja vahekaugus mõistlikult. Suure voolutugevusega ülekandeliinide puhul laiendatakse liini laiust asjakohaselt, et vähendada liini takistust, minimeerida energiakadu ja soojuse teket; Kiir-signaaliliinide puhul kontrollitakse liinide vahekaugust ja pikkust rangelt, et tagada signaali terviklikkus ning vähendada signaali peegeldust ja ülekõla.
Uutes hajutatud energiatootmissüsteemides, nagu tuulepargid ja päikeseelektrijaamad, võivad trükkplaadid kohaneda erinevate paigaldus- ja ühendusnõuetega. Sel hetkel tekkis modulaarne konstruktsiooniprojekt. Jagage kogu trükkplaat mitmeks sõltumatuks mooduliks vastavalt nende funktsioonidele ja iga moodulit saab enne kokkupanemist eraldi projekteerida, toota ja testida. See modulaarne disain mitte ainult ei hõlbusta tootmist ja hooldust, vaid võimaldab ka moodulite kombinatsioone paindlikult kohandada vastavalt tegelikele rakendusstsenaariumidele, parandades trükkplaatide mitmekülgsust ja mastaapsust. Näiteks päikeseinverterite trükkplaatide konstruktsioonis saab sisendahela, inverteri ahela, väljundahela jne kujundada iseseisvate moodulitena ning valida kombineerimiseks sobiva arvu ja spetsifikatsioonid mooduleid vastavalt erinevate võimsustasemete inverterinõuetele.
3, tootmisprotsess: kvaliteedi tagamine
Uute energiatrükkplaatide tootmisprotsess mõjutab otseselt nende kvaliteeti ja jõudlust ning iga sammu alates substraadi töötlemisest kuni lõpptoote kontrollimiseni tuleb rangelt kontrollida.
Substraadi töötlemine on tootmise esimene samm, sealhulgas lõikamine, puurimine ja muud substraadiga tehtavad toimingud. Lõikamise ajal on vaja ülitäpset{1}}lõikeseadet, et tagada substraadi mõõtmete täpsus ja vead väga väikeses vahemikus. Puurimisprotsess on veelgi kriitilisem. Uute energiatrükkplaatide suure hulga läbivate aukude jaoks on vaja suurt avade täpsust ja siledaid aukude seinu. Täiustatud laserpuurimistehnoloogia mängib selles protsessis olulist rolli, kuna see võimaldab väikeste avade (näiteks alla 0,1 mm) suure täpsusega töötlemist, kahjustades minimaalselt augu seina, mis on kasulik järgnevate galvaniseerimise ja elektriühenduste jaoks.
Vooluahela valmistamine on üks tootmise põhiprotsesse, mis viiakse peamiselt lõpule fotolitograafia ja söövitustehnikate abil. Fotolitograafiaprotsessi käigus kaetakse substraadi pind esmalt ühtlaselt fotoresistiga ja seejärel kasutatakse ülitäpset{1}}fotolitograafiaseadet, et säritada kavandatud vooluahela muster läbi maski fotoresistile. Pärast säritamist läbib fotoresisti arendustöötluse, jättes vooluahela mustriga kooskõlas oleva fotoresisti mustri. Järgmisena viiakse läbi söövitus, et eemaldada fotoresistiga mittekaitstud vaskfoolium keemilise söövituslahuse abil, moodustades nii täpse vooluringi. See protsess nõuab äärmiselt kõrget keskkonnapuhtust ja isegi pisikesed tolmuosakesed võivad põhjustada selliseid defekte nagu lühised või vooluahelad. Seetõttu kasutavad tootmistöökojad tavaliselt tolmuvaba-puhastusseadmeid, et tagada litograafia- ja söövitusprotsesside läbiviimine väga puhtas keskkonnas.
Pärast vooluringi tootmise lõpetamist on vaja trükkplaadile teha pinnatöötlus, et parandada selle joottavust ja kaitsevõimet. Levinud pinnatöötlusprotsessid hõlmavad tinapihustamist, kullaga katmist, keemilist nikeldamist jne. Uutes energiatrükkplaatides kasutatakse kõrgete töökindlusnõuete tõttu laialdaselt sukelduskulla ja elektrivaba nikeldamise protsesse. Kullakümblusprotsess võib moodustada vaskfooliumi pinnale ühtlase kullakihi. Kulla hea juhtivus ja korrosioonikindlus mitte ainult ei paranda trükkplaadi joodetavust, vaid takistab tõhusalt ka vaskfooliumi oksüdeerumist ja pikendab trükkplaadi kasutusiga; Elektroonilise nikli kullaga katmise protsessis kantakse vaskfooliumi pinnale esmalt niklikiht, millele järgneb kullakiht. Niklikiht võib olla tõkkekiht, mis takistab vase aatomite difundeerumist kullakihti, parandades veelgi trükkplaadi töökindlust ja stabiilsust.
Uus energiatrükkplaat fr4 pcb